Priony - niebezpieczne i niezbadane

Małgorzata Badocha
PRIONY – NIEBEZPIECZNE I NIEZBADANE

JAK TO SIĘ ZACZĘŁO?

Wiadomość o tajemniczej chorobie bydła, która może przenosić się na ludzi dotarła do nas w latach osiemdziesiątych z Wielkiej Brytanii. BSE (choroba szalonych krów) przybrała tam wówczas rozmiary epidemii i aby zapobiec rozprzestrzenianiu się choroby wytrzebiono wówczas 150 000 zwierząt.
Kolejny atak choroby przypadł na początek lat dziewięćdziesiątych by osiągnąć apogeum w 1992 roku i od tamtej pory systematycznie spada. Wielkie trzebienie bydła objęło wtedy również zwierzęta sprzedane za granicę. Masowo wycofywano ze sprzedaży wszelkie produkty pochodzenia wołowego między innymi wyroby zawierające żelatynę. Strach padł na konsumentów wołowiny gdyż wysunięto przypuszczenie, iż ta śmiertelna choroba może się przenosić na ludzi drogą pokarmową. Mocnym argumentem przemawiającym za tą tezą było przeświadczenie, iż krowy najprawdopodobniej zaraziły się spożywając karmę wzbogaconą w preparat białkowy pochodzący z chorych owiec. Zaczęły się też pojawiać, głównie na Wyspach Brytyjskich przypadki nowej odmiany choroby Creutzfeldta-Jacoba (ludzkiej wersji BSE). Dziś jest już pewne, że ma ona związek z chorobą szalonych krów, nie wiemy natomiast jaką drogą nastąpiło zakażenie.
Jak do dziś możliwość zachorowania po spożyciu zakażonej wołowiny nie została jednoznacznie potwierdzona. Nie nastąpiła też spodziewana masowa epidemia chorób prionowych u ludzi. Czy istotnie jest się czego bać i czy tajemniczy czynnik infekcyjny jest równie groźny co nie poznany?

CHOROBY PRIONOWE

Wszystkie choroby prionowe objawiają się podobnie, zaburzeniami koordynacji i otępieniem oraz nieuchronnie prowadzą do śmierci. Jak dotąd poznano najlepiej chorobę występującą u owiec i kóz określaną jako scrapie. Zaatakowane zwierzęta wykazują utratę koordynacji ruchowej a w ostatniej fazie zupełną utratę możliwości poruszania się. Ponadto objawia się ona nadmierną pobudliwością i tak intensywnym swędzeniem skóry, iż zakażone zwierzęta ocierając się o różne przedmioty wyrywają sobie sierść. Opisano również wyniszczającą chorobę łosi i jeleni oraz gąbczastą encefalopatię kotów i bydła. Ta ostatnia wywołała właśnie takie emocje związane z możliwością zakażenia się ludzi spożywających wołowinę pochodzącą z chorych zwierząt.
Choroba Creutzfeldta – Jacoba jest najbardziej znaną chorobą prionową występującą u ludzi. Objawia się otępieniem i utratą koordynacji ruchów. Zwykle ma podłoże genetyczne, zdarzają się jednak przypadki zakażenia drogą interwencji medycznej, np. podczas implantacji rogówki czy iniekcji hormonu wzrostu pochodzącego z ludzkich przysadek. Okres rozwijania się choroby może trwać od miesiąca do dziesięciu lat ale zwykle nie przekracza roku. Występuje około jednego przypadku na milion osób.
Syndrom Gerstmanna - Strausslera – Scheinkera ma podobne objawy a pojawia się na skutek odziedziczenia mutacji w genie ludzkiego białka cPrP. Jak dotąd zidentyfikowano około pięćdziesięciu rodzin z wieloma przypadkami zachorowań.
Śmiertelna rodzinna bezsenność objawia się poważnymi kłopotami w zasypianiu, zaburzeniami autonomicznego układu nerwowego a następnie otępieniem i bezsennością. Jak na razie zidentyfikowano wiele przypadków w obrębie dziewięciu rodzin.
Kuru to choroba występująca wyłącznie na terenie Papui – Nowej Gwinei gdzie przed 1957 rokiem stwierdzono 2600 przypadków. Tak szerokie występowanie było związane ze swoistym zwyczajem tamtejszych plemion Fore, które oddawały cześć swoim zmarłym zjadając ich mózgi. Kanibalizm został tam prawnie zakazany w 1958 roku i od tamtej pory nastąpił gwałtowny spadek zachorowań.[2]


TAJEMNICZA CZĄSTKA INFEKCYJNA

Czynnik zakaźny powodujący chorobę wnikając do organizmu nie wywołuje stanów zapalnych ani powstawania przeciwciał, nie można go też wykryć we krwi ani płynie mózgowo–rdzeniowym, jest więc bardzo trudny do zdiagnozowania. Powoduje natomiast powstawanie w mózgu chorych osób złogów pewnego białka przypominających nieco strukturą płytki tworzące się podczas choroby Alzheimera. Jedyną więc pewną metodą stwierdzenia obecności choroby było przez długi czas badanie mózgu zarażonego po jego śmierci.
Badania nad strukturą czynnika polegały na poddawaniu zakażonej tkanki działaniu różnych czynników i sprawdzaniu czy zachowuje ona infekcyjność. Czynnik zakaźny był względnie trwały w obecności enzymów rozkładających białka, tracił aktywność po kontakcie z niektórymi detergentami, fenolem i ługiem. Był odporny na enzymy rozkładające kwasy nukleinowe, a także na 70% alkohol etylowy, kwasy, wysoką temperaturę i promieniowanie ultrafioletowe. Te wszystkie cechy sugerowały, iż jest raczej białkiem niż kwasem nukleinowym[1] i to białkiem niezwykle trwałym, odpornym na wysokie temperatury i ciśnienie. Nie niszczy go nawet tradycyjna metoda sterylizacji narzędzi chirurgicznych w autoklawie podczas gdy większość białek ulega denaturacji już w temperaturze około 45C.
W 1982 roku na Uniwersytecie w San Francisco Stanley Prusiner wysunął hipotezę, iż czynnikiem zakaźnym powodującym chorobę szalonych krów jest białko. Uczony ten nazwał badany czynnik Protinaceous Infectious Particle w skrócie prion.[1] Była to bardzo odważna hipoteza, gdyż wszystkie cząstki zakaźne jakie dotychczas poznano (wirusy, bakterie, pierwotniaki, grzyby) zawierają kwasy nukleinowe, dzięki którym mogą się powielać. Mechanizm samopowielania się białek bez udziału odpowiadających im genów był jak dotąd niewytłumaczalny. Możliwość dziedzicznego przekazywania prionów sugerowała jednak pewien związek z kwasami nukleinowymi. Faktycznie znaleziono w końcu geny kodujące białka prionowe, o dziwo nie tylko w komórkach chorych ale również zdrowych zwierząt (tkance narwowej, płucach, śledzionie sercu i jelitach). Opisano strukturę tych białek u człowieka, myszy i chomika i nazwano je cPrP (prawidłowe białko prionowe). Bardzo bliskie bo sięgające 90% podobieństwo tych białek u człowieka i myszy sugerowało, iż są to białka konserwatywne czyli pełniące jakąś istotną funkcję w organizmie. Trudno jednak jest jak dotąd określić jaką. Jak na razie udało się ustalić, że wchodzi ono w skład błon komórkowych oraz często ulega procesom syntezy i rozpadu. Jest też prawie pewne, że formy infekcyjne mają taki sam skład aminokwasowy jak formy normalne. Najnowsze doniesienia sugerują, że prawidłowe białko prionowe chroni neurony przed samobójczą śmiercią (apoptozą).
Choroba zaczyna się wtedy gdy obecne w komórce prawidłowe białko cPrP zmienia swą strukturę przestrzenną. Łańcuchy białka patologicznego w tych rejonach gdzie w prawidłowym białku cPrP występują helisy alfa, mają strukturę beta.[1] Różnic tych nie rozpoznaje układ odpornościowy stąd brak reakcji immunologicznej przy pojawieniu się prionu chorobotwórczego w organizmie. Białko o wadliwej strukturze gromadzi się w nadmiarze w lizosomach co powoduje nadmierne wydzielanie enzymów i hydrolityczny rozkład komórki. W wyniku rozpadu komórki białko dostaje się do przestrzeni międzykomórkowej i indukuje zmiany konformacji obecnych tam prawidłowych białek. Przypuszcza się, że zmiany te zachodzą też na powierzchni wewnętrznych błon komórki.
Potwierdzeniem tezy Prusinera o wyłącznie białkowym charakterze prionów było doświadczenie z 1994 roku, w którym dokonano indukowanego przekształcenia prawidłowego białka w zakaźne białko prionowe.
Możliwość dziedzicznego przekazywania choroby tłumaczy się możliwością wystąpienia mutacji w genie prawidłowego białka prionowego, która wyraźnie zwiększa prawdopodobieństwo przekształcenia się go w białko patologiczne.


OBAWY I NADZIEJE

Zdaniem specjalistów zagrożenie ludzi zaczęło istotnie spadać od 1989 roku kiedy rząd brytyjski nakazał wycofać wołowy mózg i rdzeń kręgowy ze sprzedaży dla celów konsumpcyjnych. Od sierpnia ubiegłego roku brytyjska wołowina ma znów wstęp na rynki Europy. Czy oznacza to, że niebezpieczeństwo zostało zażegnane lub w ogóle nie występowało?
Jak dotąd w Polsce nie odnotowano żadnego przypadku choroby bydła (BSE) a choroba Creutzfeldta – Jacoba występuje dziesięciokrotnie rzadziej niż powinna według zachodnich statystyk dotyczących Polski. Pesymiści twierdzą jednak, iż dotychczasowe przypadki nowego wariantu choroby Cretzfeldta – Jacoba dotyczą osób, które ze względu na uwarunkowania genetyczne oraz wielkość dawki zakaźnej zachorowały najszybciej, a właściwa epidemia nadejdzie później i może objąć na Wyspach nawet kilka tysięcy ludzi.[4]
Jak wykazały badania na transgenicznych myszach ze wszczepionym ludzkim genem prionowym ryzyko zakażenia przez spożycie białka wołowego jest mało prawdopodobne lub niemożliwe (w odróżnieniu od zakażenia białkiem ludzkim). Ostatnie badania amerykańskich naukowców zanegowały też możliwość zarażenia się bydła przez spożycie białka owczego. Karma zawierała zaś również odpadki bydlęce. To dawało by przypuszczenie, że międzygatunkowe przenoszenie chorób prionowych jest mało prawdopodobne.
Badania nad chorobami prionowymi trwają. Nie należą one do łatwych i wymagają zastosowania zaawansowanych technik inżynierii genetycznej. Nie wiadomo też ile jeszcze przypadków choroby pojawi się w następnych latach zważywszy, iż okres wylęgania choroby trwa często wiele lat.
Jak na razie pozostaje nam więc obniżenie spożycia mięsa wołowego i nadzieja, iż jest ono rodzimej produkcji.

Literaura:

1. Magdalena Fikus „Niekonwencjonalny zabójca”, „Wiedza i życie”09/95
2. Stanley B. Prusiner „Choroby prionowe”,”Świat Nauki” 03/95
3. Małgorzata Pawlicka Yamazaki „Odnaleźć szaloną krowę”, „Wiedza i Życie” 06/96
4. Radzisław Kordek „Befsztyk z prionem w tle”, „Wiedza i życie” 01/2000.